CN105171258B - 钢板拼接直缝焊接方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种钢板拼接直缝焊接方法，包括：工控机控制小车在一位于直缝上方且x轴方向的轨道上移动；所述VMT激光追踪设备在x轴方向上以预设频率投射一条y轴方向横跨直缝的激光线，检测激光线上每个点在yz坐标系内的坐标，根据该坐标生成当前x坐标处的直缝切面图，在该直缝切面图中找出焊接点的yz坐标；工控机根据所述焊枪当前的x坐标，从所述VMT激光追踪设备获得相应的焊接点的yz坐标，并根据该yz坐标驱动第二z轴调整电机以及y轴调整电机调整焊枪的位置进行焊接。本发明焊接质量高，整个过程全自动，节省了人力成本。

Description

钢板拼接直缝焊接方法及系统
技术领域
本发明涉及钢板焊接技术领域，尤其涉及一种钢板拼接直缝焊接方法及系统。
背景技术
钢板工件一般都是由钢卷开卷而来，其焊接边不直，需要先对工件的焊接边进行修边，修边完成后，还需要将两块修边后的工件进行焊接。
传统的焊接方法由人工完成，无法根据钢板的边缘情况调整焊接点，焊接质量低，人力成本高。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种钢板拼接直缝焊接方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种钢板拼接直缝焊接方法，包括：
工控机控制小车在一位于直缝上方且x轴方向的轨道上移动，该小车上沿其移动方向前后布置有VMT激光追踪设备以及焊枪，所述VMT激光追踪设备通过第一z轴调整电机固定于所述小车下方，所述焊枪通过一第二z轴调整电机以及y轴调整电机固定于所述小车下方，所述VMT激光追踪设备与焊枪前后间隔250-350mm；
所述VMT激光追踪设备在x轴方向上以预设频率投射一条y轴方向横跨直缝的激光线，检测激光线上每个点在yz坐标系内的坐标，根据该坐标生成当前x坐标处的直缝切面图，在该直缝切面图中找出焊接点的yz坐标；
工控机根据所述焊枪当前的x坐标，从所述VMT激光追踪设备获得相应的焊接点的yz坐标，并根据该yz坐标驱动第二z轴调整电机以及y轴调整电机调整焊枪的位置进行焊接；
其中，所述x轴为所述焊枪前进的方向，所述y轴为所述焊枪的左右调整方向，所述z轴为所述焊枪的上下调整方向。
所述工控机采用Simotion运动控制机，所述VMT激光追踪设备采用倍加福公司的VMT激光追踪设备。
所述VMT激光追踪设备与焊枪前后间隔300mm。
所述预设频率为90HZ。
本方案还涉及一种钢板拼接直缝焊接系统，包括小车、VMT激光追踪设备、焊枪以及工控机，所述小车设于一位于直缝上方且x轴方向的轨道上，该小车上沿其移动方向前后布置有VMT激光追踪设备以及焊枪，所述VMT激光追踪设备通过第一z轴调整电机固定于所述小车下方，所述焊枪通过一第二z轴调整电机以及y轴调整电机固定于所述小车下方，所述VMT激光追踪设备与焊枪前后间隔250-350mm，所述工控机与所述小车、VMT激光追踪设备、焊枪、第一z轴调整电机、第二z轴调整电机以及y轴调整电机连接；
所述工控机控制所述VMT激光追踪设备以及焊枪随小车沿x轴方向移动；所述VMT激光追踪设备在x轴方向上以预设频率投射一条y轴方向横跨直缝的激光线，检测激光线上每个点在yz坐标系内的坐标，根据该坐标生成当前x坐标处的直缝切面图，在该直缝切面图中找出焊接点的yz坐标；所述工控机根据所述焊枪当前的x坐标，获得相应的焊接点的yz坐标，并根据该yz坐标驱动第二z轴调整电机以及y轴调整电机调整焊枪的位置进行焊接；其中，所述x轴为所述焊枪前进的方向，所述y轴为所述焊枪的左右调整方向，所述z轴为所述焊枪的上下调整方向。
所述工控机采用Simotion运动控制机，所述VMT激光追踪设备采用倍加福公司的VMT激光追踪设备。
所述VMT激光追踪设备与焊枪前后间隔300mm。
所述预设距离为90HZ。
本发明焊接质量高，整个过程全自动，节省了人力成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为本发明的电气连接结构示意图；
图5为本发明的焊接点获取示意图一；
图6为本发明的焊接点获取示意图二。
具体实施方式
如图1-4所示，一种钢板拼接直缝焊接方法，包括：
S110、工控机140控制小车110在一位于直缝上方且x轴方向的轨道180上移动。
该小车110上沿其移动方向前后布置有VMT激光追踪设备120以及焊枪130。
VMT激光追踪设备120通过第一z轴调整电机150固定于小车110下方，焊枪130通过一第二z轴调整电机160以及y轴调整电机170固定于小车110下方，VMT激光追踪设备120与焊枪130前后间隔250-350mm。
较佳的，VMT激光追踪设备120与焊枪130前后间隔300mm。
具体地，y轴调整电机170沿y轴水平设置，第二z轴调整电机160竖直传动设于y轴调整电机170的下方，焊枪130与第二z轴调整电机160传动连接。
S120、在移动的过程中，首先由VMT激光追踪设备120在x轴方向上以预设频率投射一条y轴方向横跨钢板2直缝的激光线,激光线的长度约为40mm。这条激光线是由若干个点组成的，VMT激光追踪设备120上的摄像头检测每个点坐标，工控机140接收这些坐标数据。VMT激光追踪设备120检测数据的频率约为90HZ，每隔0.011S发送一次数据给工控机140。本实施例的VMT激光追踪设备120只选取40mm激光线中间的16mm为有效检测长度。
其中，预设频率为90HZ。
然后，检测激光线上每个点在yz坐标系内的坐标，根据该坐标生成当前x坐标处的直缝切面图，请参考图5，最后在该直缝切面图中找出焊接点的yz坐标，请参考图6，图中线Z0是线Z1和线Z2的中心线，线Y0是线Y1和线Y2的中心线，取线Y0和线Z0的交点坐标为焊接点的yz坐标，其中，线Z1为经过一侧钢板的上边缘点的水平线，线Z2为经过另一侧钢板的上边缘点的水平线，线Y1为经过一侧钢板的上边缘点的竖直线，线Y2为经过另一侧钢板的上边缘点的竖直线。
S130、工控机140根据焊枪130当前的x坐标，从VMT激光追踪设备120获得相应的焊接点的yz坐标，并根据该yz坐标驱动第二z轴调整电机160以及y轴调整电机170调整焊枪130的位置进行焊接，焊接质量高，整个过程全自动，节省了人力成本。
其中，x轴为焊枪130前进的方向，y轴为焊枪130的左右调整方向，z轴为焊枪130的上下调整方向。
具体地，工控机140采用Simotion运动控制机，VMT激光追踪设备120采用倍加福公司的VMT激光追踪设备。
如图1-4所示，本方案还涉及一种钢板拼接直缝焊接系统，包括小车110、VMT激光追踪设备120、焊枪130以及工控机140。
小车110设于一位于直缝上方且x轴方向的轨道180上，该小车110上沿其移动方向前后布置有VMT激光追踪设备120以及焊枪130。
VMT激光追踪设备120通过第一z轴调整电机150固定于小车110下方，焊枪130通过一第二z轴调整电机160以及y轴调整电机170固定于小车110下方，VMT激光追踪设备120与焊枪130前后间隔250-350mm。
较佳的，VMT激光追踪设备120与焊枪130前后间隔300mm。
具体地，y轴调整电机170沿y轴水平设置，第二z轴调整电机160竖直传动设于y轴调整电机170的下方。
工控机140与小车110、VMT激光追踪设备120、焊枪130、第一z轴调整电机150、第二z轴调整电机160以及y轴调整电机170连接。
焊接过程如下：
S110、工控机140控制VMT激光追踪设备120以及焊枪130随小车110沿x轴方向移动。
S120、在移动的过程中，首先由VMT激光追踪设备120在x轴方向上以预设频率投射一条y轴方向横跨钢板2直缝的激光线,激光线的长度约为40mm。这条激光线是由若干个点组成的，VMT激光追踪设备120上的摄像头检测每个点坐标，工控机140接收这些坐标数据。VMT激光追踪设备120检测数据的频率约为90HZ，每隔0.011S发送一次数据给工控机140。本实施例的VMT激光追踪设备120只选取40mm激光线中间的16mm为有效检测长度。
其中，预设频率为90HZ。
然后，检测激光线上每个点在yz坐标系内的坐标，根据该坐标生成当前x坐标处的直缝切面图，请参考图5，最后在该直缝切面图中找出焊接点的yz坐标，请参考图6，图中线Z0是线Z1和线Z2的中心线，线Y0是线Y1和线Y2的中心线，取线Y0和线Z0的交点坐标为焊接点的yz坐标，其中，线Z1为经过一侧钢板的上边缘点的水平线，线Z2为经过另一侧钢板的上边缘点的水平线，线Y1为经过一侧钢板的上边缘点的竖直线，线Y2为经过另一侧钢板的上边缘点的竖直线。
S130、工控机140根据焊枪130当前的x坐标，从VMT激光追踪设备120获得相应的焊接点的yz坐标，并根据该yz坐标驱动第二z轴调整电机160以及y轴调整电机170调整焊枪130的位置进行焊接，焊接质量高，整个过程全自动，节省了人力成本。
其中，x轴为所述焊枪前进的方向，y轴为所述焊枪的左右调整方向，z轴为所述焊枪的上下调整方向。
具体地，工控机140采用Simotion运动控制机，VMT激光追踪设备120采用倍加福公司的VMT激光追踪设备。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种钢板拼接直缝焊接方法，包括：
工控机控制小车在一位于直缝上方且x轴方向的轨道上移动，该小车上沿其移动方向前后布置有VMT激光追踪设备以及焊枪，所述VMT激光追踪设备通过第一z轴调整电机固定于所述小车下方，所述焊枪通过一第二z轴调整电机以及y轴调整电机固定于所述小车下方，所述VMT激光追踪设备与焊枪前后间隔250-350mm；工控机根据所述焊枪当前的x坐标，从所述VMT激光追踪设备获得相应的焊接点的yz坐标，并根据该yz坐标驱动第二z轴调整电机以及y轴调整电机调整焊枪的位置进行焊接；所述x轴为所述焊枪前进的方向，所述y轴为所述焊枪的左右调整方向，所述z轴为所述焊枪的上下调整方向；
其特征在于，所述焊接点的yz坐标获取方式为：
所述VMT激光追踪设备在x轴方向上以预设频率投射一条y轴方向横跨直缝的激光线，所述激光线由若干个点组成；
检测激光线上每个点在yz坐标系内的坐标，根据该坐标生成当前x坐标处的直缝切面图；
获得经过一侧钢板的上边缘点的水平线Z1，获得另一侧钢板的上边缘点的水平线Z2，获得一侧钢板的上边缘点的竖直线Y1，获得另一侧钢板的上边缘点的竖直线Y2；
由水平线Z1和水平线Z2获得水平中心线Z0，由竖直线Y1和竖直线Y2的获得竖直中心线Y0；
取竖直中心线Y0和水平中心线Z0的交点坐标为焊接点的yz坐标。
2.根据权利要求1所述的一种钢板拼接直缝焊接方法，其特征在于，所述工控机采用Simotion运动控制机，所述VMT激光追踪设备采用倍加福公司的VMT激光追踪设备。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢板拼接直缝焊接方法，其特征在于，所述VMT激光追踪设备与焊枪前后间隔300mm。
4.根据权利要求3所述的一种钢板拼接直缝焊接方法，其特征在于，所述预设频率为90HZ。
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